ES2610363T3 - Dispositivo de decodificación del habla, procedimiento de decodificación del habla y programa de decodificación del habla - Google Patents

Dispositivo de decodificación del habla, procedimiento de decodificación del habla y programa de decodificación del habla Download PDF

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Abstract

Un dispositivo de decodificación del habla, adaptado para decodificar una señal de habla codificada, comprendiendo el dispositivo de decodificación del habla: medio de separación de flujos de bits, adaptado para separar un flujo de bits que incluye la señal de habla codificada en un flujo de bits codificados e información suplementaria de envolvente temporal, recibiéndose el flujo de bits desde el exterior del dispositivo de decodificación del habla; medio de decodificación central, adaptado para decodificar el flujo de bits codificados, separado por el medio de separación de flujos de bits, para obtener un componente de baja frecuencia; transformación de frecuencia, adaptada para transformar el componente de baja frecuencia, obtenido por el medio de decodificación central, en un dominio de frecuencia; medio de generación de alta frecuencia, adaptado para generar un componente de alta frecuencia, copiando el componente de baja frecuencia, transformado en el dominio de frecuencia por el medio de transformación de frecuencia, de una banda de baja frecuencia a una banda de alta frecuencia; medio de ajuste de alta frecuencia, adaptado para ajustar el componente de alta frecuencia, generado por el medio de generación de alta frecuencia, para generar un componente de alta frecuencia ajustado; medio de análisis de envolvente temporal de baja frecuencia, adaptado para analizar el componente de baja frecuencia, transformado en el dominio de frecuencia por el medio de transformación de frecuencia, para obtener información de la envolvente temporal; medio de conversión de información suplementaria, adaptado para convertir la información suplementaria de envolvente temporal en un parámetro para ajustar la información de la envolvente temporal; medio de ajuste de envolvente temporal, adaptado para ajustar la información de envolvente temporal obtenida por el medio de análisis de envolvente temporal de baja frecuencia, para generar información de la envolvente temporal ajustada, usando el medio de ajuste de envolvente temporal el parámetro en dicho ajuste de la información de envolvente temporal; y medio de formación de la envolvente temporal, adaptado para formar una envolvente temporal del componente de alta frecuencia ajustado, multiplicando el componente de alta frecuencia ajustado por la información de envolvente temporal ajustada.

Description

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(Modificación 1 del primer ejemplo)
La figura 5 es un diagrama que ilustra una modificación (dispositivo de codificación del habla 11a) del dispositivo de codificación del habla de acuerdo al primer ejemplo. El dispositivo de codificación del habla 11a incluye físicamente una CPU, una ROM, una RAM, un dispositivo de comunicación y similares, que no se ilustran, y la CPU controla de forma integral el dispositivo de codificación del habla 11a, cargando y ejecutando un programa informático predeterminado almacenado en una memoria integrada del dispositivo de codificación del habla 11a, tal como la ROM en la RAM. El dispositivo de comunicación del dispositivo de codificación del habla 11a recibe una señal de habla que va a ser codificada desde el exterior del dispositivo de codificación del habla 11a, y emite un flujo de bits multiplexados codificados al exterior del dispositivo de codificación del habla 11a.
El dispositivo de codificación del habla 11a, tal como se ilustra en la figura 5, incluye funcionalmente una unidad de transformación inversa de alta frecuencia 1h, una unidad de cálculo de potencia a corto plazo 1i (medio de cálculo de información suplementaria de envolvente temporal), una unidad de cálculo de parámetros de intensidad de filtro 1f1 (medio de cálculo de información suplementaria de envolvente temporal) y una unidad de multiplexado de flujos de bits 1g1 (medio de multiplexado de flujos de bits), en lugar de la unidad de análisis de predicción lineal 1e, la unidad de cálculo de parámetros de intensidad de filtro 1f y la unidad de multiplexado de flujos de bits 1g del dispositivo de codificación del habla 11. La unidad de multiplexado de flujos de bits 1g1 tiene la misma función que la de 1G. Desde la unidad de transformación de frecuencia 1a hasta la unidad de codificación de SBR 1d, la unidad de transformación inversa de alta frecuencia 1h, la unidad de cálculo de potencia a corto plazo 1i, la unidad de cálculo de parámetros de intensidad de filtro 1f1 y la unidad de multiplexado de flujos de bits 1g1 del dispositivo de codificación del habla 11a ilustrado en la figura 5 son funciones realizadas cuando la CPU del dispositivo de codificación del habla 11a ejecuta el programa informático almacenado en la memoria integrada del dispositivo de codificación del habla 11a. Diferentes tipos de datos necesarios para ejecutar el programa informático y diferentes tipos de datos generados al ejecutar el programa informático se almacenan, todos, en la memoria integrada, tal como la ROM y la RAM del dispositivo de codificación del habla 11a.
La unidad de transformación inversa de alta frecuencia 1h sustituye los coeficientes de la señal en el dominio de QMF, obtenidos de la unidad de transformación de frecuencia 1a, con “0”, que corresponde a los componentes de baja frecuencia codificados por la unidad central de codificación de códecs 1c, y procesa los coeficientes utilizando el banco de filtros de síntesis de QMF para obtener una señal del dominio del tiempo que incluye solamente los componentes de alta frecuencia. La unidad de cálculo de potencia a corto plazo 1i divide los componentes de alta frecuencia en el dominio de tiempo, obtenidos de la unidad de transformación inversa de alta frecuencia 1h, en segmentos cortos, calcula la intensidad y calcula p(r). Como procedimiento alternativo, la potencia a corto plazo puede calcularse también de acuerdo a la siguiente expresión (12) utilizando la señal en el dominio de QMF.
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La unidad de cálculo de parámetros de intensidad de filtro 1f1 detecta la parte cambiada de p(r), y determina un valor de K(r), para que K(r) sea incrementado con el cambio grande. El valor de K(r), por ejemplo, también puede calcularse por el mismo procedimiento que para calcular T(r) por parte de la unidad de detección de cambio de señal 2e del dispositivo de decodificación del habla 21. El cambio de señal también puede detectarse utilizando otros procedimientos más sofisticados. La unidad de cálculo de parámetros de intensidad de filtro 1f1 puede también obtener potencia a corto plazo de cada uno de los componentes de baja frecuencia y los componentes de alta frecuencia, obtener los cambios de señal Tr(r) y Th(r) de cada uno de los componentes de baja frecuencia y de los componentes de alta frecuencia, utilizando el mismo procedimiento que para calcular T(r) por parte de la unidad de detección de cambio de señal 2e del dispositivo de decodificación del habla 21, y determinar el valor de K(r) utilizándolos. En este caso, por ejemplo, K(r) puede obtenerse de acuerdo a la siguiente expresión (13), en donde ε es una constante, tal como 3,0.
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(Modificación 2 del primer ejemplo)
Un dispositivo de codificación del habla (que no se ilustra) de una modificación 2 del primer ejemplo incluye físicamente una CPU, una ROM, una RAM, un dispositivo de comunicación y similares, que no se ilustran, y la CPU controla de forma integral el dispositivo de codificación del habla de la modificación 2, cargando y ejecutando un programa informático predeterminado almacenado en una memoria integrada del dispositivo de codificación del habla de la modificación 2, tal como la ROM en la RAM. El dispositivo de comunicación del dispositivo de codificación del habla de la modificación 2 recibe una señal de habla que va a ser codificada desde el exterior del dispositivo de codificación del habla, y emite un flujo de bits multiplexados codificados al exterior del dispositivo de
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codificación del habla.
El dispositivo de codificación del habla de la modificación 2 incluye funcionalmente una unidad de codificación diferencial de coeficientes de predicción lineal (medio de cálculo de información suplementaria de envolvente temporal), y una unidad de multiplexado de flujos de bits (medio de multiplexado de flujos de bits) que recibe una salida desde la unidad de codificación diferencial de coeficientes de predicción lineal, que no está ilustrada, en lugar de la unidad de cálculo de parámetros de intensidad de filtro 1f y la unidad de multiplexado de flujos de bits 1g del dispositivo de codificación del habla 11. Desde la unidad de transformación de frecuencia 1a hasta la unidad de análisis de predicción lineal 1e, la unidad de codificación diferencial de coeficientes de predicción lineal y la unidad de multiplexado de flujos de bits del dispositivo de codificación del habla de la modificación 2, son funciones realizadas cuando la CPU del dispositivo de codificación del habla de la modificación 2 ejecuta el programa informático almacenado en la memoria integrada del dispositivo de codificación del habla de la modificación 2. Diferentes tipos de datos necesarios para ejecutar el programa informático y diferentes tipos de datos generados al ejecutar el programa informático se almacenan, todos, en la memoria integrada, tal como la ROM y la RAM del dispositivo de codificación del habla de la modificación 2.
La unidad de decodificación diferencial de coeficientes de predicción lineal calcula valores diferenciales aD (n, r) del coeficiente de predicción lineal de acuerdo a la expresión (14) siguiente, utilizando aH (n, r) de la señal de entrada y aL (n, r) de la señal de entrada.
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A continuación, la unidad de codificación diferencial de coeficientes de predicción lineal cuantiza los aD (n, r), y los transmite a la unidad de multiplexado de flujos de bits (estructura correspondiente a la unidad de multiplexado de flujos de bits 1g). La unidad de multiplexado de flujos de bits multiplexa los aD (n, r) en el flujo de bits en lugar de K(r), y emite el flujo de bits multiplexado al exterior del dispositivo de codificación del habla, a través del dispositivo de comunicación integrado.
Un dispositivo de decodificación del habla (que no se ilustra) de la modificación 2 del primer ejemplo incluye físicamente una CPU, una ROM, una RAM, un dispositivo de comunicación y similares, que no se ilustran, y la CPU controla de forma integral el dispositivo de decodificación del habla de la modificación 2, cargando y ejecutando un programa informático predeterminado, almacenado en una memoria integrada del dispositivo de decodificación del habla de la modificación 2, como la ROM en la RAM. El dispositivo de comunicación del dispositivo de decodificación del habla de la modificación 2 recibe el flujo de bits multiplexados codificados, emitido desde el dispositivo de codificación del habla 11, el dispositivo de codificación del habla 11a de acuerdo a la modificación 1 o el dispositivo de codificación del habla de acuerdo a la modificación 2, y emite una señal de habla decodificada al exterior del dispositivo de decodificación del habla.
El dispositivo de decodificación del habla de la modificación 2 incluye funcionalmente una unidad de decodificación diferencial de coeficientes de predicción lineal, que no se ilustra, en lugar de la unidad de ajuste de intensidad de filtro 2f del dispositivo de decodificación del habla 21. Desde la unidad de separación de flujos de bits 2a hasta la unidad de detección de cambio de señal 2e, la unidad de decodificación diferencial de coeficientes de predicción lineal, y desde la unidad de generación de alta frecuencia 2g hasta la unidad de transformación inversa de frecuencia 2n, del dispositivo de decodificación del habla de la modificación 2, son funciones realizadas cuando la CPU del dispositivo de decodificación del habla de la modificación 2 ejecuta el programa informático almacenado en la memoria integrada del dispositivo de decodificación del habla de la modificación 2. Diferentes tipos de datos necesarios para ejecutar el programa informático y diferentes tipos de datos generados al ejecutar el programa informático están almacenados, todos, en la memoria integrada, tal como la ROM y la RAM del dispositivo de decodificación del habla de la modificación 2.
La unidad de decodificación diferencial de coeficientes de predicción lineal obtiene los aadj (n, r) decodificados de forma diferencial, de acuerdo a la siguiente expresión (15), utilizando los aL (n, r) obtenidos desde la unidad de análisis de predicción lineal de baja frecuencia 2d y los aD (n, r) recibidos desde la unidad de separación de flujos de bits 2a.
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La unidad de decodificación diferencial de coeficientes de predicción lineal transmite los aadj (n, r) decodificados diferencialmente de esta forma a la unidad de filtro de predicción lineal 2k. Un aD (n, r) puede ser un valor diferencial en el dominio de coeficientes de predicción, tal como se ilustra en la expresión (14). Pero, después de convertir los coeficientes de predicción a la otra forma de expresión, tal como LSP (Par de Espectro Lineal), ISP (Par de Espectro de Impedancia/Admitancia), LSF (Frecuencia de Espectro Lineal), ISF (Frecuencia de Espectro de Impedancia/Admitancia) y el coeficiente PARCOR (Correlación Parcial), un aD (n, r) puede ser un valor que muestra
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una diferencia de los mismos. En este caso, la decodificación diferencial también tiene la misma forma de expresión.
(Segundo ejemplo)
La figura 6 es un diagrama que ilustra un dispositivo de codificación del habla 12 de acuerdo a un segundo ejemplo. El dispositivo de codificación del habla 12 incluye físicamente una CPU, una ROM, una RAM, un dispositivo de comunicación y similares, que no se ilustran, y la CPU controla de forma integral el dispositivo de codificación del habla 12, cargando y ejecutando un programa informático predeterminado (como, por ejemplo, un programa informático para realizar procesos, ilustrado en el diagrama de flujo de la figura 7), almacenado en una memoria integrada del dispositivo de codificación del habla 12, como la ROM en la RAM. El dispositivo de comunicación del dispositivo de codificación del habla 12 recibe una señal de habla que va a ser codificada desde el exterior del dispositivo de codificación del habla 12, y emite un flujo de bits multiplexados codificados al exterior del dispositivo de codificación del habla 12.
El dispositivo de codificación del habla 12 incluye funcionalmente una unidad de diezmado de coeficientes de predicción lineal 1j (medio de diezmado de coeficientes de predicción), una unidad de cuantización de coeficientes de predicción lineal 1k (medio de cuantización de coeficientes de predicción) y una unidad de multiplexado de flujos de bits 1g2 (medio de multiplexado de flujos de bits), en lugar de la unidad de cálculo de parámetros de intensidad de filtro 1f y la unidad de multiplexado de flujos de bits 1g del dispositivo de codificación del habla 11. Desde la unidad de transformación de frecuencia 1a hasta la unidad de análisis de predicción lineal 1e (medio de análisis de predicción lineal), la unidad de diezmado de coeficientes de predicción lineal 1j, la unidad de cuantización de coeficientes de predicción lineal 1k y la unidad de multiplexado de flujos de bits 1g2 del dispositivo de codificación del habla 12, ilustradas en la figura 6, son funciones realizadas cuando la CPU del dispositivo de codificación del habla 12 ejecuta el programa informático almacenado en la memoria integrada en el dispositivo de codificación del habla 12. La CPU del dispositivo de codificación del habla 12 ejecuta procesos secuencialmente (procesos desde la etapa Sa1 hasta la etapa Sa5, y procesos desde la etapa Sc1 hasta la etapa Sc3), ilustrados en el diagrama de flujo de la figura 7, ejecutando el programa informático (o utilizando desde la unidad de transformación de frecuencia 1a hasta la unidad de análisis de predicción lineal 1e, la unidad de diezmado de coeficientes de predicción lineal 1j, la unidad de cuantización de coeficientes de predicción lineal 1k y la unidad de multiplexado de flujos de bits 1g2 del dispositivo de codificación del habla 12 ilustrado en la figura 6). Diferentes tipos de datos necesarios para ejecutar el programa informático y diferentes tipos de datos generados al ejecutar el programa informático se almacenan, todos, en la memoria integrada, como la ROM y la RAM del dispositivo de codificación del habla 12.
La unidad de diezmado del coeficiente de predicción lineal 1j diezma los aH (n, r) obtenidos desde la unidad de análisis de predicción lineal 1e en la dirección temporal, y transmite un valor de aH (n, r) para una parte de la ranura de tiempo ri y un valor del ri correspondiente, a la unidad de cuantización de coeficientes de predicción lineal 1k (proceso en la etapa Sc1). Se observa que 0≤i<Nts, y Nts es el número de ranuras de tiempo en una trama para la cual se transmite aH (n, r). El diezmado de los coeficientes de predicción lineal puede ser realizado en un intervalo de tiempo predeterminado, o puede realizarse en un intervalo de tiempo no uniforme, en base a las características de aH (n, r). Por ejemplo, es posible un procedimiento que compare GH(r) de aH (n, r) en una trama con una cierta longitud, y haga que aH (n, r), al cual GH(r) supera en un cierto valor, sea un objeto de cuantización. Si el intervalo de diezmado de los coeficientes de predicción lineal es un intervalo predeterminado, en lugar de utilizar las características de aH (n, r), aH (n, r) no tiene que ser calculado para la ranura de tiempo en la cual no se realiza la transmisión.
La unidad de cuantización de coeficientes de predicción lineal 1k cuantiza los coeficientes de predicción lineal de alta frecuencia diezmados aH (n, ri), recibidos desde la unidad de diezmado de coeficientes de predicción lineal 1j, y los índices ri de las ranuras de tiempo correspondientes, y los transmite a la unidad de multiplexado de flujos de bits 1g2 (proceso en la etapa Sc2). Como estructura alternativa, en lugar de cuantizar los aH (n, ri), pueden cuantizarse valores diferenciales aD (n, ri) de los coeficientes de predicción lineal, como el dispositivo de codificación del habla de acuerdo a la modificación 2 del primer ejemplo.
La unidad de multiplexado de flujos de bits 1g2 multiplexa el flujo de bits codificados, calculado por la unidad central de codificación de códecs 1c, la información suplementaria de SBR calculada por la unidad de codificación de SBR 1d y los índices {ri} de las ranuras de tiempo correspondientes a los aH (n, ri) que se cuantizan y reciben desde la unidad de cuantización de coeficientes de predicción lineal 1k, en un flujo de bits y emite el flujo de bits multiplexado a través del dispositivo de comunicación del dispositivo de codificación del habla 12 (proceso en la etapa Sc3).
La figura 8 es un diagrama que ilustra un dispositivo de decodificación del habla 22 de acuerdo al segundo ejemplo. El dispositivo de decodificación del habla 22 incluye físicamente una CPU, una ROM, una RAM, un dispositivo de comunicación y similares, que no se ilustran, y la CPU controla de forma integral el dispositivo de decodificación del habla 22, cargando y ejecutando un programa informático predeterminado (como, por ejemplo, un programa informático para realizar procesos ilustrados en el diagrama de flujo de la figura 9), almacenado en una memoria integrada del dispositivo de decodificación del habla 22, tal como la ROM en la RAM. El dispositivo de comunicación del dispositivo de decodificación del habla 22 recibe el flujo de bits multiplexados codificados, emitido desde el dispositivo de codificación del habla 12, y emite una señal de habla decodificada al exterior del dispositivo de
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codificación del habla 12.
El dispositivo de decodificación del habla 22 incluye funcionalmente una unidad de separación de flujos de bits 2a1 (medio de separación de flujos de bits), una unidad de interpolación/extrapolación de coeficientes de predicción lineal 2p (medio de interpolación/extrapolación de coeficientes de predicción lineal) y una unidad de filtro de predicción lineal 2k1 (medio de formación de la envolvente temporal), en lugar de la unidad de separación de flujos de bits 2a, la unidad de análisis de predicción lineal de baja frecuencia 2d, la unidad de detección de cambio de señal 2e, la unidad de ajuste de intensidad de filtro 2f y la unidad de filtro de predicción lineal 2k del dispositivo de decodificación del habla 21. La unidad de separación de flujos de bits 2a1, la unidad de decodificación central de códecs 2b, la unidad de transformación de frecuencia 2c, desde la unidad de generación de alta frecuencia 2g hasta la unidad de ajuste de alta frecuencia 2j, la unidad de filtro de predicción lineal 2k1, la unidad de adición de coeficientes 2m, la unidad de transformación inversa de frecuencia 2n y la unidad de interpolación/extrapolación de coeficientes de predicción lineal 2p del dispositivo de decodificación del habla 22, ilustrado en la figura 8, son funciones realizadas cuando la CPU del dispositivo de codificación del habla 12 ejecuta el programa informático almacenado en la memoria integrada del dispositivo de codificación del habla 12. La CPU del dispositivo de decodificación del habla 22 ejecuta secuencialmente los procesos (procesos desde la etapa Sb1 hasta la etapa Sd2, etapa Sd1, desde la etapa Sb5 hasta la etapa Sb8, etapa Sd2, y desde la etapa Sb10 hasta la etapa Sb11) ilustrados en el diagrama de flujo de la figura 9, ejecutando el programa informático (o utilizando la unidad de separación de flujos de bits 2a1, la unidad de decodificación central de códecs 2b, la unidad de transformación de frecuencia 2c, desde la unidad de generación de alta frecuencia 2g hasta la unidad de ajuste de alta frecuencia 2j, la unidad de filtro de predicción lineal 2k1, la unidad de adición de coeficientes 2m, la unidad de transformación inversa de frecuencia 2n, y la unidad de interpolación/extrapolación de coeficientes de predicción lineal 2p, ilustradas en la figura 8). Diferentes tipos de datos necesarios para ejecutar el programa informático y diferentes tipos de datos generados al ejecutar el programa informático se almacenan, todos, en la memoria integrada, como la ROM y la RAM del dispositivo de decodificación del habla 22.
El dispositivo de decodificación del habla 22 incluye la unidad de separación de flujos de bits 2a1, la unidad de interpolación/extrapolación de coeficientes de predicción lineal 2p y la unidad de filtro de predicción lineal 2k1, en lugar de la unidad de separación de flujos de bits 2a, la unidad de análisis de predicción lineal de baja frecuencia 2d, la unidad de detección de cambio de señal 2e, la unidad de ajuste de intensidad de filtro 2f y la unidad de filtro de predicción lineal 2k del dispositivo de decodificación del habla 22.
La unidad de separación de flujos de bits 2a1 separa el flujo de bits multiplexado, suministrado a través del dispositivo de comunicación del dispositivo de decodificación del habla 22, en los índices ri de las ranuras de tiempo correspondientes a los aH (n, ri) que se cuantizan, la información suplementaria de SBR y el flujo de bits codificados.
La unidad de interpolación/extrapolación de coeficientes de predicción lineal 2p recibe los índices ri de las ranuras de tiempo correspondientes a los aH (n, ri) que se cuantizan desde la unidad de separación de flujos de bits 2a1, y obtiene los aH (n, r) correspondientes a las ranuras de tiempo cuyos coeficientes de predicción lineal no se transmiten, por interpolación o extrapolación (procesos en la etapa Sd1). La unidad de interpolación/extrapolación de coeficientes de predicción lineal 2p puede extrapolar los coeficientes de predicción lineal, por ejemplo, de acuerdo a la siguiente expresión (16).
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donde ri0 es el valor más próximo a r en las ranuras de tiempo {ri} cuyos coeficientes de predicción lineal se transmiten.  es una constante que cumple 0<<1.
La unidad de interpolación/extrapolación de coeficientes de predicción lineal 2p puede interpolar los coeficientes de predicción lineal, por ejemplo de acuerdo a la siguiente expresión (17), donde se cumple ri0<r<ri0+1.
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La unidad de interpolación/extrapolación de coeficientes de predicción lineal 2p puede convertir los coeficientes de predicción lineal en otras formas de expresión, tales como LSP (Par de Espectro Lineal), ISP (Par de Espectro de Impedancia/Admitancia), LSF (Frecuencia de Espectro Lineal), ISF (Frecuencia de Espectro de Impedancia/Admitancia) y coeficientes PARCOR (Correlación Parcial), interpolarlos o extrapolarlos, y convertir los valores obtenidos en coeficientes de predicción lineal para ser utilizados. Los aH (n, r) interpolados o extrapolados se
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envolvente temporal 1m y recibe límites de tiempo de envolvente de SBR {bi} desde la unidad de codificación de SBR 1d. Debe observarse que 0≤i≤Ne, y Ne es el número de envolventes de SBR en la trama codificada. La unidad de cálculo de parámetros de forma de envolvente 1n obtiene un parámetro de forma de envolvente s(i) (0≤i<Ne) de cada una de las envolventes de SBR en la trama codificada de acuerdo a la siguiente expresión (20) (proceso en la etapa Se2). El parámetro de forma de envolvente s(i) corresponde a la información suplementaria de envolvente temporal, y es similar en el tercer ejemplo.
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Debe observarse que:
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donde s(i) en la expresión anterior es un parámetro que indica la magnitud de la variación de e(r) en la envolvente de la i-ésima SBR que cumple bi≤r<bi+1, y e(r) tiene un número mayor a medida que se incrementa la variación de la envolvente temporal. Las expresiones (20) y (21) descritas anteriormente son ejemplos del procedimiento para calcular s(i) y, por ejemplo, s(i) puede obtenerse también utilizando, por ejemplo, la SMF (Medida de Uniformidad Espectral) de e(r), una razón entre el valor máximo y el valor mínimo, y similares. A continuación, se cuantiza s(i) y se transmite a la unidad de multiplexado de flujos de bits 1g3.
La unidad de multiplexado de flujos de bits 1g3 multiplexa el flujo de bits codificados, calculado por la unidad central de codificación de códecs 1c, la información suplementaria de SBR calculada por la unidad de codificación de SBR 1d y s(i) en un flujo de bits, y emite el flujo de bits multiplexado a través del dispositivo de comunicación del dispositivo de codificación del habla 13 (proceso en la etapa Se3).
La figura 12 es un diagrama que ilustra un dispositivo de decodificación del habla 23 de acuerdo al tercer ejemplo. El dispositivo de decodificación del habla 23 incluye físicamente una CPU, una ROM, una RAM, un dispositivo de comunicación y similares, que no se ilustran, y la CPU controla de forma integral el dispositivo de decodificación del habla 23, cargando y ejecutando un programa informático predeterminado (tal como, por ejemplo, un programa informático para realizar procesos ilustrados en el diagrama de flujo de la figura 13) almacenado en una memoria integrada del dispositivo de decodificación del habla 23, tal como la ROM en la RAM. El dispositivo de comunicación del dispositivo de decodificación del habla 23 recibe el flujo de bits multiplexados codificados, emitido desde el dispositivo de codificación del habla 13, y produce una señal de habla decodificada al exterior del dispositivo de decodificación del habla 13.
El dispositivo de decodificación del habla 23 incluye funcionalmente una unidad de separación de flujos de bits 2a2 (medio de separación de flujos de bits), una unidad de cálculo de envolvente temporal de baja frecuencia 2r (medio de análisis de envolvente temporal de baja frecuencia), una unidad de ajuste de forma de envolvente 2s (medio de ajuste de envolvente temporal), una unidad de cálculo de envolvente temporal de alta frecuencia 2t, una unidad de allanamiento de envolvente temporal 2u y una unidad de formación de envolvente temporal 2v (medio de formación de la envolvente temporal), en lugar de la unidad de separación de flujos de bits 2a, la unidad de análisis de predicción lineal de baja frecuencia 2d, la unidad de detección de cambio de señal 2e, la unidad de ajuste de intensidad de filtro 2f, la unidad de análisis de predicción lineal de alta frecuencia 2h, la unidad de filtro inverso de predicción lineal 2i y la unidad de filtro de predicción lineal 2k del dispositivo de decodificación del habla 21. Tal como se menciona en el párrafo [0113], el dispositivo de decodificación del habla 24 de acuerdo a la realización de la presente invención incluye funcionalmente la estructura del dispositivo de decodificación del habla 23. La unidad de cálculo de envolvente temporal de baja frecuencia 2r es una realización del medio de análisis de envolvente temporal de baja frecuencia de la presente invención. La unidad de ajuste de forma de envolvente 2s es una realización del medio de ajuste de envolvente temporal de la presente invención. La unidad de formación de la envolvente temporal 2v es una realización del medio de formación de la envolvente temporal de la presente invención. La unidad de separación de flujos de bits 2a2, desde la unidad de decodificación central de códecs 2b hasta la unidad de transformación de frecuencia 2c, la unidad de generación de alta frecuencia 2g, la unidad de ajuste de alta frecuencia 2j, la unidad de adición de coeficientes 2m, la unidad de transformación inversa de frecuencia 2n, y desde la unidad de cálculo de envolvente temporal de baja frecuencia 2r hasta la unidad de formación de la envolvente temporal 2v del dispositivo de decodificación del habla 23, ilustrado en la figura 12, son
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La unidad de allanamiento de envolvente temporal 2u allana la envolvente temporal de los qexp (k, r) obtenidos desde la unidad de generación de alta frecuencia 2g de acuerdo a la siguiente expresión (27), y transmite la señal obtenida qflat (k, r) en el dominio de QMF a la unidad de ajuste de alta frecuencia 2j (proceso en la etapa Sf4).
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El allanamiento de la envolvente temporal por parte de la unidad de allanamiento de envolvente temporal 2u también puede omitirse. En lugar de calcular la envolvente temporal de los componentes de alta frecuencia de la salida desde la unidad de generación de alta frecuencia 2g y allanar la envolvente temporal de los mismos, puede calcularse la envolvente temporal de los componentes de alta frecuencia de una salida desde la unidad de ajuste de alta frecuencia 2j, y la envolvente temporal de la misma puede ser allanada. La envolvente temporal utilizada en la unidad de allanamiento de envolvente temporal 2u puede ser también eadj(r), obtenida desde la unidad de ajuste de forma de envolvente 2s, en lugar de la eexp(r) obtenida desde la unidad de cálculo de envolvente temporal de alta frecuencia 2t.
La unidad de formación de la envolvente temporal 2v forma los qadj (k, r) obtenidos desde la unidad de ajuste de alta frecuencia 2j utilizando los eadj(r) obtenidos desde la unidad de formación de la envolvente temporal 2v, y obtiene una señal qenvadj (k, r) en el dominio de QMF en el cual se forma la envolvente temporal (proceso en la etapa Sf5). Tal como se ha mencionado anteriormente, la unidad de formación de envolvente temporal 2v es una realización del medio de formación de envolvente temporal de la presente invención. La formación se realiza de acuerdo a la siguiente expresión (28). La qenvadj (k, r) se transmite a la unidad de adición de coeficientes 2m como una señal en el dominio de QMF correspondiente a los componentes de alta frecuencia.
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(Realización)
La figura 14 es un diagrama que ilustra un dispositivo de decodificación del habla 24 de acuerdo a una realización de la presente invención. El dispositivo de decodificación del habla 24 incluye físicamente una CPU, una ROM, una RAM, un dispositivo de comunicación y similares, que no se ilustran, y la CPU controla de forma integral el dispositivo de decodificación del habla 24, cargando y ejecutando un programa informático predeterminado almacenado en una memoria integrada del dispositivo de decodificación del habla 24, tal como, por ejemplo, la ROM en la RAM. El dispositivo de comunicación del dispositivo de decodificación del habla 24 recibe la salida del flujo de bits multiplexados codificados desde el dispositivo de codificación del habla 11 o desde el dispositivo de codificación del habla 13, y emite una señal de habla decodificada al exterior del dispositivo de decodificación del habla 24.
El dispositivo de decodificación del habla 24 según la realización de la presente invención incluye funcionalmente la estructura del dispositivo de decodificación del habla 21 según el primer ejemplo (la unidad de decodificación central de códecs 2b, la unidad de transformación de frecuencia 2c, la unidad de análisis de predicción lineal de baja frecuencia 2d, la unidad de detección de cambio de señal 2e, la unidad de ajuste de intensidad de filtro 2f, la unidad de generación de alta frecuencia 2g, la unidad de análisis de predicción lineal de alta frecuencia 2h, la unidad de filtro inverso de predicción lineal 2i, la unidad de ajuste de alta frecuencia 2j, la unidad de filtro de predicción lineal 2k, la unidad de adición de coeficientes 2m y la unidad de transformación inversa de frecuencia 2n) y la estructura del dispositivo de decodificación del habla 23 según el tercer ejemplo (la unidad de cálculo de envolvente temporal de baja frecuencia 2r, la unidad de ajuste de forma de envolvente 2s y la unidad de formación de envolvente temporal 2v). El dispositivo de decodificación del habla 24 también incluye una unidad de separación de flujos de bits 2a3 (medio de separación de flujos de bits) y una unidad de conversión de información suplementaria 2w. La unidad de conversión de información suplementaria 2w es una realización del medio de conversión de información suplementaria de la presente invención. El orden de la unidad de filtro de predicción lineal 2k y de la unidad de formación de envolvente temporal 2v puede ser opuesto al ilustrado en la figura 14. El dispositivo de decodificación del habla 24 recibe, preferiblemente, el flujo de bits codificados por el dispositivo de codificación del habla 11 o el dispositivo de codificación del habla 13. La estructura del dispositivo de decodificación del habla 24 ilustrado en la figura 14 es una función realizada cuando la CPU del dispositivo de decodificación del habla 24 ejecuta el programa informático almacenado en la memoria integrada del dispositivo de decodificación del habla 24. Diferentes tipos de
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datos necesarios para ejecutar el programa informático y diferentes tipos de datos generados al ejecutar el programa informático se almacenan, todos, en la memoria integrada, tal como la ROM y la RAM del dispositivo de decodificación del habla 24.
5 La unidad de separación de flujos de bits 2a3 separa el flujo de bits, multiplexado a través del dispositivo de comunicación del dispositivo de decodificación del habla 24, en la información suplementaria de la envolvente temporal, la información suplementaria de SBR y el flujo de bits codificados. La información suplementaria de la envolvente temporal también puede ser el K(r) descrito en el primer ejemplo o el s(i) descrito en el tercer ejemplo. La información suplementaria de la envolvente temporal también puede ser otro parámetro X(r) que no es ni K(r) ni s(i).
10 La unidad de conversión de información suplementaria 2w convierte la información suplementaria de envolvente temporal suministrada para obtener K(r) y s(i). Si la información suplementaria de la envolvente temporal es K(r), la unidad de conversión de información suplementaria 2w convierte K(r) en s(i). La unidad de conversión de información suplementaria 2w puede también obtener, por ejemplo, un valor medio de K(r) en una sección de
15 bi≤r<bi+1
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y convertir el valor medio representado en la expresión (29) en s(i), utilizando una tabla predeterminada. Si la
20 información suplementaria de la envolvente temporal es s(i), la unidad de conversión de información suplementaria 2w convierte s(i) en K(r). La unidad de conversión de información suplementaria 2w puede también realizar la conversión convirtiendo s(i) en K(r), por ejemplo, utilizando una tabla predeterminada. Debe observarse que i y r se asocian entre sí a fin de cumplir la relación de bi≤r<bi+1.
25 Si la información suplementaria de la envolvente temporal es un parámetro X(r) que no es ni s(i) ni K(r), la unidad de conversión de información suplementaria 2w convierte X(r) en K(r) y s(i). Es preferible que la unidad de conversión de información suplementaria 2w convierta X(r) en K(r) y s(i), por ejemplo, utilizando una tabla predeterminada. También es preferible que la unidad de conversión de información suplementaria 2w transmita X(r) como valor representativo, cada envolvente de SBR. Las tablas para convertir X(r) en K(r) y s(i) pueden ser distintas entre sí.
30 (Modificación 3 del primer ejemplo)
En el dispositivo de decodificación del habla 21 del primer ejemplo, la unidad de filtro de predicción lineal 2k del dispositivo de decodificación del habla 21 puede incluir un proceso de control de ganancia automático. El proceso de
35 control de ganancia automático es un proceso para ajustar la potencia de la señal en el dominio de QMF que se emite desde la unidad de filtro de predicción lineal 2k a la potencia de la señal en el dominio de QMF que se proporciona. En general, una señal qsyn,pow (n, r) en el dominio QMF, cuya ganancia se ha controlado, se realiza mediante la siguiente expresión:
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Aquí, P0(r) y P1(r) se expresan mediante las siguientes expresiones (31) y (32).
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Al llevar a cabo el proceso de control de ganancia automático, la potencia de los componentes de alta frecuencia de la señal emitida desde la unidad de filtro de predicción lineal 2k se ajusta a un valor equivalente al de antes del 50 filtrado de predicción lineal. Como resultado, el efecto de ajustar la intensidad de la señal de alta frecuencia,
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realizado por la unidad de ajuste de alta frecuencia 2j, puede mantenerse para la señal de salida de la unidad de filtro de predicción lineal 2k en el cual se forma la envolvente temporal de los componentes de alta frecuencia generados en base a la SBR. El proceso de control de ganancia automático también puede realizarse de forma individual en un espectro de frecuencia específico de la señal en el dominio de QMF. El proceso realizado en el espectro de frecuencia individual puede realizarse limitando n en la expresión (30), la expresión (31) y la expresión
(32) dentro de un espectro de frecuencia específico. Por ejemplo, el espectro de frecuencia i-ésima puede expresarse como Fi≤n<Fi+1 (en este caso, i es un índice que indica el número de un espectro de frecuencia específico de la señal en el dominio de QMF). Fi indica el límite del espectro de frecuencia, y es preferible que Fi sea una tabla de límites de frecuencia de un factor de escala de envolvente definido en la SBR en la “MPEG4 AAC”. La tabla de límites de frecuencia está definida por la unidad de generación de alta frecuencia 2g en base a la definición de SBR en la “MPEG4 AAC”. Al realizar el proceso de control de ganancia automático, la intensidad de la señal de salida de la unidad de filtro de predicción lineal 2k en un espectro de frecuencias específico de los componentes de alta frecuencia se ajusta a un valor equivalente al de antes del filtrado de predicción lineal. Como resultado, el efecto para ajustar la intensidad de la señal de alta frecuencia, realizado por la unidad de ajuste de alta frecuencia 2j en la señal de salida desde la unidad de filtro de predicción lineal 2k en la cual se forma la envolvente temporal de los componentes de alta frecuencia generados en base a la SBR, se mantiene por unidad de espectro de frecuencia. Los cambios realizados en la presente modificación 3 del primer ejemplo pueden también hacerse para la unidad de filtro de predicción lineal 2k de la realización.
([Modificación 1 del tercer ejemplo)
La unidad de cálculo de parámetros de forma de envolvente 1n en el dispositivo de codificación del habla 13 del tercer ejemplo puede también realizarse mediante el proceso siguiente. La unidad de cálculo de parámetros de forma de envolvente 1n obtiene un parámetro de forma de envolvente s(i) (0≤i<Ne) de acuerdo a la siguiente expresión (33) para cada envolvente de SBR en la trama codificada.
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es un valor medio de e(r) en la envolvente de SBR, y el procedimiento de cálculo está basado en la expresión (21). Debe observarse que la envolvente de SBR indica el segmento de tiempo que cumple bi≤r<bi+1. Los {bi} son los límites de tiempo de las envolventes de SBR, incluidos en la información suplementaria de SBR como información, y son los límites del segmento de tiempo para el cual se da el factor de escala de envolvente de SBR que representa la energía de señal media en un segmento de tiempo determinado y un espectro de frecuencia determinado. min (·) representa el valor mínimo dentro de la gama de bi≤r<bi+1. Por consiguiente, en este caso, el parámetro de forma de envolvente s(i) es un parámetro para indicar una razón entre el valor mínimo y el valor medio de la información de la envolvente temporal ajustada en la envolvente de SBR. La unidad de ajuste de forma de envolvente 2s en el dispositivo de decodificación del habla 23 del tercer ejemplo también puede realizarse por medio del proceso siguiente. La unidad de ajuste de forma de envolvente 2s ajusta e(r) utilizando s(i) para obtener la información de la envolvente temporal ajustada eadj(r). El procedimiento de ajuste se basa en las siguientes expresión (35) o expresión (36).
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